本文首先分析了我國發(fā)展生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)的技術(shù)發(fā)展與成本困局,然后分析了甜高粱作為脫坡資源困局的可行性,然后分析了河北省發(fā)展甜高粱種養(yǎng)加工產(chǎn)業(yè)的資源潛力,最后給出了對河北省生甜高粱種養(yǎng)加工產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向建議。
一、我國生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)的技術(shù)發(fā)展與成本困局
生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)與傳統(tǒng)的石化能源與核能、風(fēng)能、潮汐、水能、地?zé)崮?、太陽能等新能源產(chǎn)業(yè)的區(qū)別,就是從能源產(chǎn)生的來源的角度界定的。生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)的原料主要來自于農(nóng)林牧業(yè)生產(chǎn)活動中獲取的生物質(zhì)產(chǎn)物或廢棄物,還包括工業(yè)生產(chǎn)和居民生活廢棄物,但主流還是前者。從原料產(chǎn)物利用的情況考察,除了燃燒發(fā)電,產(chǎn)出的實體生物質(zhì)能源產(chǎn)品的種類主要有以下幾種:作為石化汽油制品添加物使用的生物質(zhì)酒精(乙醇)、可以直接在包括柴油機、汽油機和燃氣輪機(包括航空發(fā)動機)上使用的生物質(zhì)柴油和生物質(zhì)丁醇類(丁醇與異丁醇)及其他調(diào)制混合物等。這些實體生物質(zhì)能源產(chǎn)品中,以生物質(zhì)發(fā)酵法獲取的燃料酒精的制取技術(shù)與市場推廣最為普及化。從原料來源方面看,生物乙醇與丁醇雖然制取工藝有所差別,但其應(yīng)用的原料基本相同,主要可分為三大類:第一類為淀粉類作物,主要包括:玉米及其他谷物、馬鈴薯與甘薯、菊芋和木薯等及其粉碎廢棄物;第二類為甘蔗、甜菜與甜高粱等榨取的糖類作物;發(fā)酵生產(chǎn)目前技術(shù)基本成熟;第三類是目前正處于技術(shù)前沿的首先將木質(zhì)纖維素酶解,然后轉(zhuǎn)化發(fā)酵生產(chǎn)制取醇類的工藝路線。目前來看,前兩大類的生產(chǎn)技術(shù)相對成熟,產(chǎn)業(yè)界的技術(shù)路線選取,主要是從地方資源稟賦與供應(yīng)的角度考慮,而第三類的技術(shù)尚處于實驗室或小規(guī)模試生產(chǎn)的探索階段,目前尚未有此類技術(shù)路線規(guī)模生產(chǎn)方面的報道。
我國發(fā)酵法制取燃料乙醇、原料溶劑用丁醇的生產(chǎn)實踐,可以追溯到上一世紀(jì)60年代至80年代,雖然后來由于石化產(chǎn)品的供應(yīng)量與性價比因素,導(dǎo)致這一技術(shù)路線產(chǎn)生了十幾年的停滯狀態(tài),但總體看還是較為成熟的,2000年前后我國各地相繼恢復(fù)了此領(lǐng)域的生產(chǎn)活動。如前所述,由于地域資源稟賦的差異,北方企業(yè)多以第一類技術(shù)路線為主,基本原料為玉米、谷物加工殘余物搭配馬鈴薯或甘薯干制品;南方地區(qū)的企業(yè)多以第二類技術(shù)路線為主,主要以甘蔗榨取糖蜜來發(fā)酵生產(chǎn)乙醇。另外作為甜菜產(chǎn)區(qū)的部分地域如東北華北的部分地區(qū),則以甜菜榨取制品用以發(fā)酵生產(chǎn)燃料乙醇??傮w調(diào)查來看,采用糖蜜為原料的生產(chǎn)企業(yè)大約只占15%;采用糖蜜為原料的生產(chǎn)企業(yè)大約占80%;采用木薯、馬鈴薯、甘薯為主原料的生產(chǎn)企業(yè),大約只占5%,分布于貴州、廣西、四川等地。整體看,玉米和其他谷物及其加工殘余物仍然是我國燃料乙醇生產(chǎn)的主流原料來源,這對于每年大量糧食進口的我國而言,顯然是不經(jīng)濟的。
從我國當(dāng)前生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀來看,對于財政價格補貼的依賴度較高,生產(chǎn)成本居高不下,究其原因主要就是有效原料來源供給不足。我國人均耕地面積遠低于世界平均水平,人口眾多,工業(yè)發(fā)展迅速,因此糧食生產(chǎn)供應(yīng)的壓力一直較大。由于土地資源條件和生產(chǎn)技術(shù)條件限制,我國糧食生產(chǎn)平均的機械化水平較低,造成效率低下,成本價格方面對于美、加、澳等農(nóng)業(yè)資源稟賦富集的國家處于劣勢,國內(nèi)除大米、小米以外的谷物價格,普遍高于國際水平。以玉米和大豆為例,均價高于美國70%至40%,國內(nèi)以糧食為原料生產(chǎn)燃料乙醇,成本上通常無法與石油制品競爭,只能依賴于政府的財政補貼和其他優(yōu)惠政策。在中美貿(mào)易戰(zhàn)和對抗加劇的大背景下,糧食安全問題被提到一個新的高度,依賴進口糧食原料既不經(jīng)濟又難以保障供應(yīng)的安全、穩(wěn)定。有鑒于此,我國以玉米等谷物為原料的燃料乙醇項目,前些年就已開始明確限制。財政補貼方面,也已逐年降低至徹底終止。以上不利的產(chǎn)業(yè)環(huán)境已經(jīng)對現(xiàn)有的燃料乙醇企業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生了不利影響。從各地實踐經(jīng)驗上看,相對于石化制取的產(chǎn)品,生物乙醇調(diào)和汽油在成本價格方面沒有優(yōu)勢,分銷成本方面反而更高。
如何破解這一成本困局?筆者認為應(yīng)當(dāng)選育優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的新型作物,來取代玉米等谷物為原料,如此才能控制原材料供應(yīng)成本,走出成本困局。在優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的新型作物中,甜高粱在性價比方面比較突出。
二、以甜高粱種植推廣來突破資源供應(yīng)困局
生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)需要遵循市場規(guī)律,不依賴補貼可持續(xù)發(fā)展,其基礎(chǔ)就是原料供應(yīng)充足、穩(wěn)定、成本低廉,如前文分析所述,我國農(nóng)業(yè)資源稟賦有限,隨著工業(yè)化的發(fā)展,糧食供應(yīng)問題一直是存在的,玉米等谷物產(chǎn)量本來就有限,還需要滿足農(nóng)牧業(yè)飼養(yǎng)消耗,若還要作為生物質(zhì)燃料的原料大量供應(yīng)是不現(xiàn)實的。以河北省作為考察對象,玉米是播種面積、產(chǎn)量常年居于前列的糧飼兼用作物,其消耗,65%是用于禽畜飼料。在人畜爭地矛盾日趨激烈的大背景下,國內(nèi)記錄平均生物質(zhì)產(chǎn)量達到90至150噸(湖北***縣)每公頃的甜高粱,成為一種極有價值的玉米替代作物。甜高粱生物質(zhì)產(chǎn)量遠高于玉米,如能解決鮮物質(zhì)產(chǎn)物長期存儲問題,可在滿足現(xiàn)有河北省負載禽畜蓄養(yǎng)量的基礎(chǔ)上“節(jié)約”大量耕地面積,有力保障河北工業(yè)化產(chǎn)業(yè)升級,緩解城市化進程與土地資源供應(yīng)等方面的矛盾。
三、河北省發(fā)展甜高粱產(chǎn)業(yè)的資源潛力
河北省作為農(nóng)業(yè)大省,農(nóng)業(yè)耕地和林牧業(yè)資源還是比較可觀的,考察近年來河北省農(nóng)業(yè)廳的統(tǒng)計數(shù)據(jù),省耕地面積一直保持在640萬公頃上下,邊際土地資源眾多,達到300萬公頃左右,另有后備耕地資源12萬公頃左右。在這些邊際土地資源中,可用于種植甜高粱的集中連片可開發(fā)土地資源,約11.26萬公頃,其中包括易開發(fā)但灌溉條件較差的荒草地4.16萬公頃、開發(fā)難度較高的鹽堿地2.90萬公頃、開發(fā)難度中等的灘涂3.01萬公頃、其它類型1.19萬公頃。根據(jù)甘肅、新疆、黑龍江、江蘇等地的引種試推廣經(jīng)驗,我省在確保糧食安全的前提下,參考前文中我省的邊際土地資源分布類型調(diào)查結(jié)果,結(jié)合整合現(xiàn)有土地資源推行替代糧改飼模式,在幾年內(nèi)打造全環(huán)節(jié)技術(shù)集中展示性質(zhì)的甜高粱種植基地10到30萬公頃是完全可行的。此舉將有力緩解我省農(nóng)牧業(yè)發(fā)展中的人畜爭地問題,并能為以后的深入工業(yè)化、城鎮(zhèn)化發(fā)展提供一個有利的支撐點。
四、河北省甜高粱產(chǎn)業(yè)發(fā)展的方向
(一)合理進行區(qū)域規(guī)劃有針對性地開展前期育種選育工作
以河北省地域廣闊,地形地貌多樣,省域內(nèi)不同地區(qū)間農(nóng)業(yè)資源條件差異較大,應(yīng)根據(jù)各地的土壤、水熱氣候條件做出合理區(qū)劃,為各區(qū)設(shè)置適宜的甜高粱產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向。筆者認為就水熱土壤氣候條件而言,河北省域可分為西部太行沿線、北部山地高原、中南部豐饒平原和東部秦唐滄沿海這四大區(qū)域。此四區(qū)域農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件各異,應(yīng)根據(jù)四大區(qū)的水熱條件應(yīng)選甜高粱種系,有針對性地開展前期育種選育工作??傮w方向應(yīng)是西、北部的耐寒速生耐旱品系、中南部的長生長期多次刈割類、東部沿海的高抗逆類品系,我國各地甜高粱引種育種實驗基地的氣候條件多樣,可以在各地氣候水熱條件相近的對象中找到發(fā)展方向取得后發(fā)優(yōu)勢。
(二)對河北省政府對甜高粱種養(yǎng)加工產(chǎn)業(yè)發(fā)展的政策扶持建議:
對現(xiàn)有相關(guān)業(yè)務(wù)的本地企業(yè),應(yīng)加強政策扶植鼓勵;建立產(chǎn)業(yè)相關(guān)技術(shù)的全環(huán)節(jié)技術(shù)展示集中示范區(qū),合理規(guī)劃項目間的產(chǎn)業(yè)供應(yīng)關(guān)聯(lián),實現(xiàn)對資源綜合循環(huán)利用以提高綜合經(jīng)濟效益。對甜高粱優(yōu)質(zhì)的選育工作,要予以高度重視,重視人才引進,加強基層支撐站點的建設(shè),加強產(chǎn)學(xué)研合作。
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